TWI464454B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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TWI464454B
TWI464454B TW102113555A TW102113555A TWI464454B TW I464454 B TWI464454 B TW I464454B TW 102113555 A TW102113555 A TW 102113555A TW 102113555 A TW102113555 A TW 102113555A TW I464454 B TWI464454 B TW I464454B
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TW
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liquid crystal
pixels
pixel
array
light
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TW102113555A
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Yasuhiro Shima
Hisashi Nakada
Kenzo Fukuyoshi
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Toppan Printing Co Ltd
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Description

液晶顯示裝置
本發明係有關於一種液晶顯示裝置。
一般之液晶顯示裝置的液晶單元具有藉例如如玻璃基板等之透明基板夾持液晶層的構成。液晶顯示裝置具有將偏光板或偏光板及相位差板設置於液晶單元之表面及背面的液晶面板。
在第1例，液晶顯示裝置係在與觀察者相反側即液晶面板背面具有作為光源的背光單元。在第2例，液晶顯示裝置係除了背光單元以外，還利用室內光等之外部光源。
在可顯示三維影像之液晶顯示裝置及可控制視角之液晶顯示裝置中，利用背光單元或外部光源旳液晶面板係因應於其顯示目的，控制從是觀察者側之液晶面板表面向外部所射出之光的射出角。
作為可顯示三維影像之液晶顯示裝置或顯示裝置，已知各種顯示方式。這些顯示方式包含利用眼鏡之方式、與不使用眼鏡之方式。使用眼鏡之方式包含利用顏色之差異的互補色立體像片方式或利用偏光之偏光眼鏡方式。利用眼鏡之方式，在顯示三維影像時觀察者 需要戴上專用的眼鏡故麻煩。在近年來，強烈要求不需要眼鏡之方式。
為了調整從液晶面板對一位或複數位觀察者(以下有分別以「雙眼式」、「多眼式」表達的情況)所射出之光的角度，而檢討將光控制元件配置於液晶面板之表面或背面的技術。
在不需要眼鏡之可顯示三維影像的液晶顯示裝置，有時使用光控制元件。
作為光控制元件之一例，有將光學透鏡排列成二維，並實現規則性折射的雙凸透鏡。雙凸透鏡係藉由將透明樹脂等加工成片狀，並黏貼於液晶顯示裝置的表面或背面來使用。專利文獻1(日本專利第4010564號公報)、專利文獻2(日本專利第4213226號公報)揭示使用雙凸透鏡(雙凸銀幕)之三維影像顯示技術。具有凸狀之透鏡的稜鏡片揭示於專利文獻3~8(日本特開2010-506214號公報、日本特開2010-524047號公報、日本特開2010-541019號公報、日本特開2010-541020號公報、日本專利第4655465號公報、日本專利第3930021號公報)。
彩色濾光器之像素(著色像素)的各種排列與在該排列方向具有開口部之光控制元件(雙凸透鏡片)的關係係揭示於專利文獻9(日本特開2008-249887號公報)。
又，在橫向連續地配設同色之彩色濾光器的技術係揭示於專利文獻10(日本特開2009-3002號公報)之 例如申請專利範圍第1項。
在上述之專利文獻1~8，使用雙凸透鏡。專利文獻1係揭示將顯示元件(像素或副像素)形成平行四邊形或三角形，或偏置地配置顯示元件，並實質上使像素(亦可是副像素)排列和雙凸銀幕之間具有角度的技術。專利文獻1係與專利文獻2一樣，揭示對觀察者賦予連續之(平滑之)水平視差的技術。在專利文獻1，根據實質上斜配置之像素排列、及與該像素排列交叉之雙凸銀幕的邊緣，而有在顯示產生鋸齒狀的情況。在專利文獻1，未揭示例如使用三維光控制元件使液晶分子之成為線對稱的排列方向最佳化的技術、或使三角柱稜鏡與橫向長之像素對應並切換三維影像與二維影像的技術。在專利文獻1，亦未揭示在三維影像顯示用之液晶顯示裝置使用具有負之電介質常數異方性之液晶分子的技術。
專利文獻2揭示將偏置角設置於雙凸銀幕之主軸與像素排列之間的技術。在專利文獻2，藉賦予了偏置角的雙凸透鏡減少三維影像顯示之解析度的損失，而提供即使是觀察者之頭移動的情況亦平滑的顯示(畫面順暢地切換)。可是，在專利文獻2，因為傾斜配置之雙凸銀幕的邊緣與像素排列交叉，所以有在顯示產生鋸齒狀的情況。專利文獻2未揭示例如使液晶分子之成為線對稱的排列方向與三維光控制元件之關係最佳化的技術、或使三角柱稜鏡與橫向長之像素對應並切換三維影像與 二維影像的技術。專利文獻2亦未揭示在三維影像顯示用之液晶顯示裝置使用具有負之電介質常數異方性之液晶分子的技術。
在專利文獻3~6，將光學性補償彎曲(Optically Compensated Bend：OCB)模式之液晶應用於三維影像顯示。在專利文獻3~6，僅從三維影像顯示所需之液晶之響應時間的觀點說明OCB。可是，專利文獻3~6未揭示使液晶面板所使用之液晶分子本身所造成的配光最佳化，而可顯示明亮之三維影像與二維影像的液晶顯示裝置。例如，專利文獻3~6未揭示對右眼用影像之光源的配光角與左眼用影像之光源的配光角，OCB液晶分子在哪一個方向排列時，最適合右眼、左眼用之三維影像顯示。此外，OCB液晶係有視角特性比IPS(使用水平定向之液晶分子之橫向電場的液晶面板)或VA(使用垂直定向之液晶分子之縱向電場的液晶面板)低落的情況。OCB液晶係每次啟動面板時都需要轉移操作，讓定向由初期的噴霧定向轉移成驅動時的彎曲定向。因此，OCB液晶有不適合作為小型攜帶機器用之液晶顯示裝置的情況。
專利文獻3~7揭示具有在專利文獻8所揭示之截面形狀的雙面稜鏡片。專利文獻3~7之液晶顯示裝置係使用在背光單元之兩側所具有的光源進行三維影像顯示。可是，專利文獻3~7係與專利文獻8一樣，未揭示在三維影像顯示易發生之稜鏡片與液晶面板的干涉所造成之波紋的解決對策。進而，在專利文獻3~7未揭示使液晶面板所具有之液晶分子本身所造成的配光最佳化，而可顯 示明亮之三維影像與二維影像的液晶顯示裝置。
專利文獻8揭示具有與三角柱稜鏡列平行的圓柱形透鏡列，且圓柱形透鏡之焦點位置與稜鏡之頂點一致的雙面稜鏡片。專利文獻8之第1圖或第2圖表示使用該雙面稜鏡片與背光單元所具有之兩側的光源，進行三維影像顯示的技術。可是，藉專利文獻8的技術，難消除在三維影像顯示易發生之圓柱形透鏡列與液晶面板之干涉所造成的波紋。進而，專利文獻8未揭示使用於液晶面板之液晶分子本身所造成的配光最佳化，而可顯示明亮之三維影像與二維影像的液晶顯示裝置。專利文獻8係未考慮在彩色液晶顯示裝置一般所使用之彩色濾光器與雙面稜鏡片之匹配性，未揭示雙面稜鏡片與橫向長之像素的對應關係。進而，專利文獻8未揭示根據液晶面板所使用之液晶分子的定向或液晶動作的觀點的最佳化。
專利文獻9揭示雙凸透鏡片的光控制元件與著色像素之各種排列的組合。可是，專利文獻9未揭示一種的液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置係在觀察者之雙眼的排列方向形成長條的著色像素，並在一個著色像素具有一個主動元件，在以鄰接之著色像素之各個的主動元件驅動液晶層時，在橫向鄰接的像素之間，液晶分子之倒下方向對該鄰接之2個像素之縱向的中心軸成為線對稱。進而，專利文獻9未揭示以2個紅色像素、2個綠色像素、及2個藍色像素之6個像素構成三維影像顯示之圖素的技術。進而，專利文獻9未揭示一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置係在陣列基板之與液晶層相反側的面具有 ：具有固態發光元件陣列之邊光型的導光部；及單元，係與影像信號及液晶分子的動作同步地對固態發光元件施加電壓，而使固態發光元件發光。
專利文獻10揭示在顯示區域之長邊方向排列同色的色要素(著色像素)，並將色元件排列成條狀的技術。可是，專利文獻10未揭示使用雙凸透鏡，例如使用在長邊方向線對稱的液晶定向來顯示三維影像的技術。專利文獻10係未考慮固態發光元件與影像信號之同步，亦不是關於三維影像顯示的技術。
關於三維影像之顯示，希望提高顯示品質。可是，專利文獻1~10未揭示藉主動元件對液晶層進行線對稱驅動的技術、及與觀察者之雙眼的排列方向一致之橫向長的像素與其液晶驅動、雙凸透鏡與固態發光元件之最佳的構成。
本發明係鑑於如上述之情況而開發者，其目的在於提供一種消除三維影像顯示所產生之波紋，並更明亮且有效地實現三維顯示與二維顯示的液晶顯示裝置。
在本形態，液晶顯示裝置包括陣列基板、彩色濾光器基板、液晶層、背光單元及控制部。陣列基板具有與配置成陣列狀之複數個像素對應的複數個像素電極。彩色濾光器基板係與陣列基板相對向，並具有對應於複數個像素的彩色濾光器。液晶層配備於陣列基板與彩色濾光器基板之間。背光單元配備於陣列基板之與液 晶層側相反的背面側。控制部控制對像素電極施加液晶驅動電壓之時序與背光單元之發光時序。複數個像素係具有在橫向長之平行四邊形的平面形狀，並在橫向排列相同的顏色，在縱向排列不同的顏色。在複數個像素中在橫向鄰接的像素係具有在鄰接之像素的中心線呈線對稱的形狀。鄰接之像素的液晶分子係具有負之電介質常數異方性，在對與鄰接之像素對應的像素電極施加液晶驅動電壓時，在中心線線對稱的方向在基板平面水平地轉動。
在本發明之形態，可消除波紋等之顯示不均，可顯示高顯示品質的三維影像，可切換三維顯示與二維顯示，並可更明亮且有效地實現三維顯示與二維顯示。
1‧‧‧液晶顯示裝置
2‧‧‧液晶面板
3‧‧‧偏光板
4‧‧‧背光單元
5‧‧‧彩色濾光器基板
6‧‧‧陣列基板
7‧‧‧液晶層
11‧‧‧反射板
12‧‧‧控制部
13‧‧‧受光元件
15‧‧‧透明基板
16‧‧‧彩色濾光器
17‧‧‧透明樹脂層
19‧‧‧透明基板
21‧‧‧共電極
81‧‧‧右眼
82‧‧‧左眼
91、92‧‧‧固態發光元件
101、102‧‧‧光控制元件
181、182‧‧‧定向膜
221、222‧‧‧像素電極
L1~L8‧‧‧液晶分子
G1、G2‧‧‧像素
BM‧‧‧黑陣列
第1圖係表示第1實施形態之液晶顯示裝置之一例的剖面圖。
第2圖係表示第1實施形態之光控制元件的圓柱形透鏡及三角柱稜鏡之一例的平面圖。
第3圖係表示第1實施形態之液晶顯示裝置的彩色濾光器基板之一例的平面圖。
第4圖係表示第1實施形態之液晶顯示裝置之一例的剖面圖。
第5圖係表示對鄰接的2個像素中之一方之像素的像 素電極施加液晶驅動電壓時之液晶動作與射出光之一例的剖面圖。
第6圖係表示對鄰接的2個像素中之另一方之像素的像素電極施加液晶驅動電壓時之液晶動作與射出光之一例的剖面圖。
第7圖係表示對鄰接之2個像素的像素電極施加液晶驅動電壓時之液晶動作與射出光之一例的剖面圖。
第8圖係表示第1實施形態之液晶顯示裝置之鄰接的2個像素之像素電極的形狀與定向膜之摩擦方向之一例的平面圖。
第9圖係表示對鄰接的2個像素中之一方之像素的像素電極施加液晶驅動電壓時之液晶動作之一例的平面圖。
第10圖係表示施加液晶驅動電壓時之電力線的狀態之一例的剖面圖。
第11圖係表示對鄰接的2個像素中之另一方之像素的像素電極施加液晶驅動電壓時之液晶動作之一例的平面圖。
第12圖係表示對鄰接之2個像素的像素電極施加液晶驅動電壓時之液晶動作之一例的平面圖。
第13圖係表示第2實施形態之液晶顯示裝置之一例的剖面圖。
第14圖係表示第2實施形態之液晶顯示裝置之一例的剖面圖。
第15圖係表示鄰接的2個像素中之一方之像素的像 素電極及固態發光元件之同步之一例的剖面圖。
第16圖係表示鄰接的2個像素中之另一方之像素的像素電極及固態發光元件之同步之一例的剖面圖。
第17圖係表示手指等之帶電體接近液晶面板的情況之液晶分子的站立狀態之一例的剖面圖。
 [實施發明之形態]
以下，一面參照圖面，一面說明本發明之實施形態。此外，在以下的說明中，對同一或實質上相同的功能及構成要素，附加相同的符號，省略說明或僅在必要的情況加以說明。
在以下的實施形態，僅說明特徵性部分，而對與一般之液晶顯示裝置的構成要素無差異之部分則省略說明。
在以下的實施形態，像素亦可是副像素。液晶顯示裝置之顯示單位係例如由包含2個紅色像素、2個綠色像素及2個藍色像素之共6個像素所形成的圖素。可是，圖素所含之像素的個數係可自如地變更。
在以下的實施形態，將和觀察者之右眼與左眼的排列方向平行之像素的排列方向設為橫向，並將與該橫向垂直之像素的排列方向設為縱向。
著色像素具有在橫向長的形狀。在以下，有將橫向記載為像素長度方向的情況。著色像素具有在縱向短的形狀。在以下，有將縱向記載為像素寬度方向的情況。
在以下，有時以同一顏色之2個像素為一組加以說明。又，包含6個像素之圖素係在橫向排列2個同一顏色之像素，並在縱向排列分別不同之3色的像素。
[第1實施形態]
第1圖係表示本實施形態之液晶顯示裝置之一例的剖面圖。在第1圖，表示橫向的剖面。
液晶顯示裝置1係作為基本的構成元件，具備液晶面板2、偏光板3、背光單元4及控制部12等。偏光板3係亦可由相位差板相黏所形成。
在以下之各實施形態，一對偏光板3亦可採用正交偏光鏡(cross Nicols)構造。又，亦可一對偏光板3之吸收軸係設為平行，液晶顯示裝置1係在任一方之偏光板3與液晶面板2之間具有螺旋元件，該螺旋元件係將該任一方之偏光板3的第1直線偏光變換成與該第1直線偏光正交之第2直線偏光。
液晶面板2包含彩色濾光器基板5、陣列基板6及液晶層7。彩色濾光器基板5與陣列基板6係相對向。液晶層7係被夾在彩色濾光器基板5與陣列基板6之間。
在本實施形態，複數個像素係配置成陣列狀。
液晶面板2包含紅色像素、綠色像素及藍色像素。在本實施形態，各像素係作成在平面圖上在橫向比縱向更長的平行四邊形。
如上述所示，橫向係觀察者之右眼81與左眼82的排列方向。在本實施形態，視為鄰接之同一顏色的 像素在橫向(第1圖之橫向剖面的水平方向)排列。偏光板3、未圖示之相位差板等係配備於液晶面板2的表面(觀察者側的平面)側及背面(與觀察者相反側的平面)側。
背光單元4係經由偏光板3配備於液晶面板2的背面(陣列基板6之與液晶層7側相反的背面側)。背光單元4係包括例如如LED(發光二極體)等之固態發光元件91、92、三角柱稜鏡之陣列的光控制元件101、圓柱形透鏡之陣列的光控制元件102及反射板11等作為基本之構成要素。
第1圖所示之圓柱形透鏡的陣列係在對第1圖之橫向剖面的垂直方向具有其長度(長條)方向。三角柱稜鏡之陣列的光控制元件101與圓柱形透鏡之陣列的光控制元件102係由壓克力樹脂等所形成，亦可採用背靠背之一體成形品。
三角柱稜鏡之陣列的間距係亦可採用與圓柱形透鏡之陣列的間距為1：1的關係，亦可如第1圖所示，使三角柱稜鏡之陣列的間距比圓柱形透鏡之陣列的間距更微細。
如第2圖所示，圓柱形透鏡之長度方向的軸與三角柱稜鏡之長度方向的軸具有角度θ。
複數個三角柱稜鏡係對縱向具有角度θ。複數個三角柱稜鏡係以微細之間距所排列。角度θ係例如亦可設為從3°至42°之範圍。角度θ係亦可是比該範圍更大的角度。角度θ係設為與偏光板或液晶定向之光學軸不會發生干涉的角度。
背光單元4係例如亦可包括擴散板、導光板、偏光分離薄膜、復歸反射偏光元件等，但是在第1圖係省略。
固態發光元件91、92係例如亦可採用在發光波長區域發出包含紅、綠及藍之3波長之白光的白色LED。固態發光元件91、92係例如亦可是由GaN系藍色LED與YAG系螢光物質所組合而成的虛擬白色LED。為了提高顯色性，亦可與虛擬白色LED一起使用紅色LED等具有1色以上之主要尖峰的LED。例如，亦可使用將紅色及綠色之螢光體積層於藍色LED的光源。
背光單元4係亦可包含複數個固態發光元件91與複數個固態發光元件92。在此情況，複數個固態發光元件91與複數個固態發光元件92係亦可包含個別地發出紅色、綠色及藍色之任一顏色的LED。複數個固態發光元件91與複數個固態發光元件92係亦可採用包含發出紫外光區域之光的LED，亦可包含發出紅外光區域之光的LED。
控制部12執行在液晶顯示裝置1中之各種控制處理。例如，控制部12控制對像素電極221、222之施加液晶驅動電壓的時序、與背光單元4之發光時序。例如，控制部12係藉由根據右眼用影像信號、左眼用影像信號，對固態發光元件91、92之發光時序、與液晶層7之施加液晶驅動電壓的時序進行同步控制，而實現三維影像顯示。
此外，液晶顯示裝置1係亦可具有受光元件13 。在此情況，受光元件13用於藉光感測器輸入資料時。例如，受光元件13檢測出從如紫外光區域或紅外光區域發光LED等之發光元件所射出的特定波長光。控制部12檢測出檢測到特定波長光之受光元件13的位置。又，例如，控制部12係根據藉受光元件13所檢測出之光，檢測出觀察者之位置或手指等之指示器的位置。受光元件13係亦可採用藉複合金屬氧化物形成了透明通道層的氧化物半導體主動元件，亦可是能夠檢測出紫外光區域之光者。受光元件13係亦可是組裝於液晶顯示裝置的筐體之CMOS或CCD等的攝像元件(相機)。這種受光元件13係除了觸控感測及攝像以外，亦可用於有機體認證(Biometrics)、個人認證。又，受光元件13係例如亦可採用在陣列基板6上配備成陣列狀的複數個光感測器。
控制部12係例如根據受光元件13的輸出值，檢測出觀察者的位置後，根據觀察者的位置，調整來自固態發光元件91、92之射出光的射出角度β。藉此，可調整對觀察者之雙眼(右眼81與左眼82)的射出角度α，而可提高三維影像之可見性。
第3圖係表示本實施形態之液晶顯示裝置1的彩色濾光器基板5之一例的平面圖。該第3圖係彩色濾光器基板5的正視圖，以從觀察者觀察彩色濾光器基板5之狀態為例進行說明。
各像素具有在橫向長的形狀。在該第3圖，各像素係在橫向長、在縱向短的平行四邊形。該平行四邊形具有長邊與短邊，長邊係對橫向具有角度γ，短邊係與 縱向平行。
同色之2個像素排列地配置。複數個像素係在橫向排列相同的顏色，在縱向排列不同的顏色。複數個像素中與橫向相鄰的像素係於鄰接的像素中心線上具有線對稱的形狀。橫向之像素的排列成為V字形或倒V字形之同色之2個像素的重複圖案。
複數個像素包含：第1圖素，係由在橫向所排列之綠色的像素G1、G2、紅色的像素R1、R2、及藍色的像素B1、B2所構成；及第2圖素，係由在橫向所排列之綠色的像素G3、G4、紅色的像素R3、R4、及藍色的像素B3、B4所構成。
作為平行四邊形之長邊與橫向之間的角度γ，例如設定於約5°~30°之範圍。例如設定成約15°。藉由像素對橫向具有角度γ，可緩和波紋，進而在FFS(IPS)液晶顯示裝置可使液晶分子易轉動。在本實施形態，藉由在橫向排列同色之像素，可實現顏色不均較少的三維影像顯示。
黑陣列BM係劃分像素。在該第3圖，黑陣列BM係形成於在縱向鄰接的像素之間，而在該橫向鄰接的像素之間係未形成。即，黑陣列BM形成於各像素之上邊及下邊。藉由在橫向鄰接的像素之間未形成黑陣列BM，可實現波紋更少且明亮的三維影像顯示。
經由液晶層7，將陣列基板6配備於彩色濾光器基板5之下。換言之，彩色濾光器基板5與陣列基板6係相向。在彩色濾光器基板5與陣列基板6之間具有液晶 層7。陣列基板6包括主動元件14a、14b。以主動元件14a、14b而言，例如使用薄膜電晶體(TFT)。此外，陣列基板6係亦可具有其他的主動元件，作為受光元件。
在以下，以像素G1、G2作為典型例進行說明，其他的像素亦具有相同的特徵。
2個像素G1、G2之橫向的寬度Lp係配合半圓柱形透鏡的寬度。像素G1、G2係亦可除了驅動液晶層7之主動元件14a、14b以外，還具有用作光感測器的受光元件13。
第4圖係表示本實施形態之液晶顯示裝置1之一例的剖面圖。該第4圖係相當於第3圖之A-A’剖面。複數個綠色像素G1、G2係在橫向(水平方向)排列所形成。
彩色濾光器基板5具有將黑陣列BM、彩色濾光器(著色層)16、透明樹脂層17及定向膜181形成於透明基板15之上的構造。在第4圖之剖面，黑陣列BM係未圖示，但是黑陣列BM係例如形成於透明基板15與彩色濾光器16之間。彩色濾光器基板5具有對應於複數個像素的彩色濾光器16。彩色濾光器16之中之綠色濾光器係對應於綠色像素，紅色濾光器係對應於紅色像素，藍色濾光器係對應於藍色像素。
在液晶顯示裝置1，彩色濾光器基板5之透明基板15側係與觀察者相向，彩色濾光器基板5之定向膜181側係與液晶層7相向。在該第4圖，偏光板係省略。
因為該第4圖之剖面係未形成黑陣列BM之部分的剖面，所以黑陣列BM係在第4圖未圖示。可是，例 如在二維影像顯示之對比較三維影像顯示更優先的情況，例如亦可將縱向之黑陣列BM形成於由2個像素G1、G2所構成之像素組GS之端部的位置P1及2個像素G1、G2之中央部的位置P2。該位置P1、P2係在第4圖之剖面的垂直方向(液晶面板2之積層方向)，位於透明基板15與彩色濾光器16之間。
陣列基板6具有將絕緣層20a、20b、共電極21、絕緣層20c、像素電極221、222及定向膜182形成於透明基板19之上的構造。例如，在絕緣層20a~20c使用SiN。陣列基板6具有與複數個像素G1、G2之各個對應的複數個像素電極221、222。
在液晶顯示裝置1，陣列基板6之透明基板19側係成為液晶面板2的背面側，陣列基板6之定向膜182側係與液晶層7相向。
像素G1之像素電極221、與像素G2之像素電極222係形成對像素組GS之中心軸線對稱。像素G1之像素電極221、與像素G2之像素電極222係隔著相鄰之像素G1、G2的中心線而分離。
像素G1、G2之共電極21係形成對像素組GS之中心軸對稱。
在橫向鄰接之像素G1、G2所具有的共電極21係作成在橫向鄰接之像素G1、G2的中心線線對稱的形狀。
像素電極221、222係例如亦可具有梳齒狀圖案，亦可具有條狀圖案。
在本實施形態，像素組GS的電極構成採用線對稱。即，鄰接之2個像素G1、G2之電極的位置係線對稱。
因此，在對像素電極221與共電極21之間施加電壓的情況之像素G1之液晶層7的液晶分子之長度方向的方向、與在對像素電極222與共電極21之間施加電壓的情況之像素G2之液晶層7的液晶之長度方向的方向係成為線對稱。
像素電極221、222與共電極21係在從觀察者側平面地觀察時重疊，該重疊部分係可作為輔助電容，用於液晶顯示。
液晶層7包含具有起始垂直定向的液晶分子L1~L8。液晶分子L1~L8係具有長度方向的形狀，並具有負之電介質常數異方性。
使用第5圖至第7圖，說明液晶動作與射出光的闗係。
第5圖係表示對鄰接的2個像素G1、G2中之其中一方之像素G1的像素電極221施加液晶驅動電壓時之液晶動作與射出光231之液晶顯示裝置1之一例的剖面圖。
在該第5圖，主動元件14a對像素G1之像素電極221施加電壓。於是，產生從像素電極221往共電極21的電場。起始水平定向之液晶分子L1~L4係與基板平面水平地轉動成與藉由對像素電極221施加電壓所產生之電力線垂直。在該第5圖，液晶分子L1~L4之長度方向係 在未對像素電極221施加電壓之狀態朝向第5圖之剖面的垂直方向，而在對像素電極221施加電壓後轉動成朝向水平方向(橫向)。
藉這種液晶動作，射出左方向之射出光231。射出光231的角度α係如上述所說明，藉光控制元件101、102來調整。
第6圖係表示對鄰接的2個像素G1、G2中之另一方之像素G2的像素電極222施加液晶驅動電壓時之液晶動作與射出光232之液晶顯示裝置1之一例的剖面圖。
在該第6圖，主動元件14b對像素電極222施加電壓。於是，產生從像素電極222往共電極21的電場。起始水平定向之液晶分子L5~L8係與基板平面水平地轉動成與藉由對像素電極222施加電壓所產生之電力線成為垂直。在該第6圖，液晶分子L5~L8之長度方向係在未對像素電極222施加電壓之狀態朝向第6圖之剖面的垂直方向，而在對像素電極221施加電壓後轉動成朝向水平方向(橫向)。
在像素G1中液晶分子L1~L4的轉動方向與在像素G2中液晶分子L5~L8的轉動方向係反方向。
藉這種液晶動作，射出右方向之射出光232。射出光232的角度α係如上述所說明，藉光控制元件101、102來調整。
藉由同步地執行第5圖及第6圖所示之液晶動作與該固態發光元件91、92的發光，可顯示三維影像、或在右眼81方向與左眼82方向不同的影像。
第7圖係表示對鄰接之2個像素G1、G2的像素電極221、222施加液晶驅動電壓時之液晶動作與射出光231、232之液晶顯示裝置1之一例的剖面圖。
在本實施形態，一對與鄰接之像素G1、G2對應的像素電極221、222施加液晶驅動電壓，鄰接之像素G1、G2的液晶分子即在中心軸倒向線對稱的方向。
藉由對鄰接之像素G1、G2的像素電極221、222施加電壓，可實現明亮且視角寬廣之二維影像顯示。
依此方式，本實施形態之液晶顯示裝置1可極簡單地進行三維影像與二維影像之切換。
在本實施形態，使用具有負之電介質常數異方性的液晶分子L1~L8加以說明。可是，對具有正之電介質常數異方性的液晶分子，亦可一樣地應用本實施形態。
在以下，說明像素電極221、222的形狀與液晶分子L1~L8之在平面圖上的轉動。在平面圖上的轉動係水平轉動。
第8圖係表示本實施形態之液晶顯示裝置1中鄰接的2個像素G1、G2之像素電極221、222的形狀與定向膜181、182之摩擦方向之一例的平面圖。
在本實施形態，像素G1、G2之像素電極221、222係梳齒狀。像素電極221、222係對相鄰之像素G1、G2的中央線呈線對稱。像素電極221、222之複數個梳齒部係從像素組GS之端部側往中央側延伸。像素電極221、222之複數個梳齒部的連結部係配置於像素組GS之 端部側。像素電極221、222之複數個梳齒部的長度方向係與像素G1、G2之長邊平行。梳齒部的寬度係設為F1，梳齒部的間隔寬度(間隙)係設為Fs。
定向膜181、182之摩擦方向24係設為與縱向(像素之短邊)平行的方向。液晶分子L1~L8之起始定向方向係與該摩擦方向相同。因此，在起始定向狀態下，液晶分子L1~L8之長度方向係在平面圖上與縱向平行。摩擦係亦可是機械式摩擦，亦可藉光定向之定向處理所實現。
就定向膜181、182的材料而言，例如使用聚醯亞胺或聚有機矽氧烷等。定向膜182形成於像素電極221、222之上。
定向膜181、182係亦可具有感光性。又，亦可使感光性之單體分散於液晶層7來替代感光性之定向膜181、182。依此方式，在使用定向膜181、182的情況，或使感光性之單體分散於液晶層7的情況，藉由一面對像素電極221、222與共電極21之間施加電壓，一面照射光，實現定向處理。
第9圖係表示對鄰接的2個像素G1、G2中之其中一方之像素G1的像素電極221施加液晶驅動電壓時之液晶動作之一例的平面圖。
進而，第10圖係表示施加液晶驅動電壓時之電力線的狀態之一例的剖面圖。該第10圖係相當於第9圖之C-C’剖面。
在該第9圖及第10圖，藉由對像素電極221施 加電壓，在與像素電極221之梳齒部的長度方向垂直並從像素電極221往共電極21的方向，產生電力線。像素G1之像素電極221上的液晶分子L1~L4係以對電力線垂直的方式進行水平轉動。結果，液晶分子L1~L4之長度方向係與像素電極221之梳齒部的長度方向大致平行。
第11圖係表示對鄰接的2個像素G1、G2中之另一方之像素G2的像素電極222施加液晶驅動電壓時之液晶動作之一例的平面圖。
在該第11圖，藉由對像素電極222施加電壓，在與像素電極222之梳齒部的長度方向垂直並從像素電極222往共電極21的方向，產生電力線。像素G2之像素電極222上的液晶分子L5~L8係以對電力線垂直的方式進行水平轉動。結果，液晶分子L5~L8之長度方向係與像素電極222之梳齒部的長度方向幾乎平行。
第12圖係表示對鄰接之2個像素G1、G2的像素電極221、222施加液晶驅動電壓時之液晶動作之一例的平面圖。
對像素電極221、222施加電壓時，在像素G1像素電極221上之液晶分子L1~L4進行水平轉動，在像素G2像素電極222上之液晶分子L5~L8進行水平轉動。在該像素G1之轉動的方向與在像素G2之轉動的方向係在像素G1、G2之中央線呈線對稱，藉此，在像素G1、G2之液晶動作的對稱性變佳，而視角擴大。
作為液晶材料，例如在分子構造內具有氟原子之液晶材料(以下稱為氟系液晶)較佳。氟系液晶係黏 性與電介質常數低、離子性雜質之取入少。在液晶材料使用氟系液晶的情況，雜質所造成之電壓保持率降低等之性能的劣化變小，而可抑制顯示不均或顯示之殘留影像。作為具有負之電介質常數異方性的液晶，例如可使用在室溫附近雙折射率約0.1左右的向列液晶。作為具有正之電介質常數異方性的液晶，可應用各種液晶材料。比起抑制電力消耗，更要求需要具有高響應性的液晶顯示裝置中，亦可使用具有大之電介質常數異方性的液晶。液晶層7的厚度係無特別限定。在本實施形態可有效地應用之液晶層7的△nd係例如約從300nm至500nm之範圍。
在如以上所說明之本實施形態的液晶顯示裝置1，消除波紋等之顯示不均，而可提高三維影像之顯示品質，並可進行明亮的顯示，可易於切換三維影像顯示與二維影像顯示。在以下具體說明該效果。
在本實施形態，形成橫向長的像素。在此構成，綠色像素的列、紅色像素的列、及藍色像素的列排列在橫向。
在一般之縱向長的像素，紅色像素、綠色像素及藍色像素之3種像素排列在橫向，為了驅動位於像素之下部的主動元件，在縱向傳送影像信號的驅動器需要3色份量。
而，在本實施形態，因為在橫向排列同色之橫向長的像素，並在縱向條狀地排列不同的3色，所以像素的驅動器係一般像素之1/3的個數就夠了，而能以低成 本製造液晶面板2。因為擔任影像信號之驅動器係耗電力亦高，所以在本實施形態可提供低耗電力的液晶顯示裝置1。
此外，因為本發明之液晶顯示裝置1之各色的像素其橫向的像素寬度是橫向長且固定的寬度，所以與縱向長並傾斜之像素的情況相比，可在圖素單位實現無顏色不均之高品質的顯示。進而，因為可將在可見光區域是低靈敏度之氧化物半導體的薄膜電晶體用作液晶驅動的主動元件14a、14b，所以可提供黑陣列BM微細、數值孔徑(numerical aperture)高的液晶顯示裝置1。
在本實施形態，可消除在以往之三維影像顯示成為問題的波紋等顯示不均，而且能以簡單的構成實現以明亮顯示切換三維影像顯示與二維影像顯示。
本實施形態之液晶顯示裝置1係可應用於設置於手機、遊戲機、平板終端機、筆記型電腦(個人電腦)、電視、車輛之儀表盤等的顯示裝置。
此外，作為本實施形態之變形例，液晶顯示裝置1為了消除波紋，亦可進一步具備複數個三角柱稜鏡，該三角柱稜鏡係具有與複數個三角柱稜鏡之長度方向大致垂直的長度方向。
又，為了更有效地顯示三維影像，亦可使複數個三角柱稜鏡之長度方向與複數個半圓柱形透鏡之長度方向大致平行，且三角柱稜鏡的寬度係像素之橫向之長度的2倍。
半圓柱形透鏡的寬度可設為橫向之2個像素 之寬度的整數倍。
亦可在陣列基板6與背光單元4之間、或彩色濾光器基板5之與液晶層7側相反的表面側(觀察者側)，更設置包含複數個半圓柱形透鏡之陣列之另外的光控制元件。進而，該另外的光控制元件所含之半圓柱形透鏡的長度方向亦可與橫向垂直。
[第2實施形態]
在本實施形態，說明該第1實施形態的變形例，即針對並在彩色濾光器基板之透明基板15與彩色濾光器16之間更具有透明電極膜的液晶顯示裝置進行說明。
第13圖係表示本實施形態之液晶顯示裝置之一例的剖面圖。該第13圖係橫向的剖面圖。
第14圖係表示第2實施形態之液晶顯示裝置30之一例的剖面圖。
液晶顯示裝置30係具備液晶面板26、偏光板3及背光單元27等作為基本的構成元件。液晶顯示裝置30係與該第1實施形態之液晶顯示裝置1一樣，亦可具備控制部12、受光元件13。
固態發光元件91、92配置於背光單元27之兩端。偏光板3係亦可由相位差板相黏所形成。
液晶面板26具有使彩色濾光器基板28與陣列基板6相對向，並在彩色濾光器基板28與陣列基板6之間具備液晶層7的構造。液晶面板26係在橫向排列包含紅色像素、綠色像素及藍色像素之複數個橫向長之平行四邊形的像素。在本實施形態，以同一色鄰接之方式在橫向 排列。偏光板3、未圖示之相位差板等係配備於液晶面板26的表面及/或背面。本實施形態之液晶顯示裝置30之主要的構成係與該第1實施形態大致相同。
本實施形態之液晶顯示裝置30係具備彩色濾光器基板28，該彩色濾光器基板28係在透明基板15與彩色濾光器16之間更具有透明電極膜31。
在本實施形態，例如黑陣列BM係沿著平行四邊形之像素的各邊形成。即，在本實施形態，即，在本實施形態，在橫向鄰接的像素之間及在縱向鄰接的像素之間，配置黑陣列BM。平行四邊形之長邊係為了顯示三維影像時之波紋因應對策，而對於橫向具有角度γ。
在本實施形態，在光控制元件101之三角柱稜鏡之長度方向與在光控制元件102之圓柱形透鏡之長度方向係皆設為與橫向及液晶面板26的法線方向垂直(與第13圖之剖面垂直)。而且，三角柱稜鏡與圓柱形透鏡係皆設為與2個像素寬度Lp相同的寬度。將像素之橫向的端部、三角柱稜鏡之橫向的端部及圓柱形透鏡之橫向的端部之位置對準。
第15圖係表示鄰接的2個像素G1、G2中之其中一方之像素G1的像素電極221及固態發光元件91之同步之一例的剖面圖。
第16圖係表示鄰接的2個像素G1、G2中之另一方之像素G2的像素電極222及固態發光元件92之同步之一例的剖面圖。
第15圖及第16圖係舉例表示2個像素G1、G2 ，並表示光控制元件101、102之三維影像顯示的作用。
第15圖舉例表示對像素電極221施加液晶驅動電壓，並與該電壓的施加同步地使固態發光元件91發光光之情況的光路。藉由對第15圖之像素電極221施加液晶驅動電壓，第15圖之左側之像素G1的液晶分子L1~L4進行水平轉動。使固態發光元件91與對該像素電極221施加電壓同步地發光。從該固態發光元件91所射出之光係如第15圖所示，通過光控制元件101之三角柱稜鏡、光控制元件102之圓柱形透鏡，作為射出光321，朝向觀察者之右眼81的方向射出。射出角度α係可主要根據三角柱稜鏡之尖端角度ε與圓柱形稜鏡之曲率r來設定。例如，藉由調整三角柱稜鏡之尖端角度的大小，可朝向相反之左眼81的方向射出左側之固態發光元件91的射出光。
第16圖舉例表示對像素電極222施加液晶驅動電壓，並與該電壓的施加同步地使固態發光元件91發光光之情況的光路。藉由對第16圖之像素電極222施加液晶驅動電壓，第16圖之右側之像素G2的液晶分子L5~L8進行水平轉動。使固態發光元件92與對該像素電極222之電壓施加同步地發光。從該固態發光元件92所射出之光係如第16圖所示，通過光控制元件101之三角柱稜鏡、光控制元件102之圓柱形透鏡，作為射出光322，朝向觀察者之左眼82的方向射出。
藉由根據三維影像之影像信號，進行固態發光元件91、92之發光時序與對像素電極221、222施加電壓時序的同步控制，可實現三維影像顯示。
如上述所示，藉由對像素G1、G2的平面形狀，在橫向賦予角度γ，可大為緩和三維影像顯示之波紋。進而，藉由在縱向不配設黑陣列BM，可使由像素與光控制元件101、102之間的對準誤差所引起的波紋減少。在液晶顯示時欲使對比優先的情況，具備在縱向劃分像素的黑陣列BM。
在本實施形態，透明電極膜31降低外部電場的影響。又，藉由將透明電極膜31與共電極21設為相同的電位，利用在透明電極膜31與像素電極221、222之間所產生的電場，可抑制液晶分子L1~L8向彩色濾光器基板28側站立。
第17圖係表示手指等之帶電體接近液晶面板的情況之液晶分子的站立狀態之一例的剖面圖。
在本實施形態，藉由在彩色濾光器基板28具有透明電極膜31，可抑制如該第16圖所示般液晶分子L1~L5站立的情況。
朝向彩色濾光器基板28方向站立的情況受到抑制的液晶分子L1~L8係在對像素電極221、222施加液晶驅動電壓時，在像素電極221、222上進行水平轉動。
在彩色濾光器基板28，彩色濾光器16及透明樹脂層9形成於透明電極膜31之上。該彩色濾光器16及透明樹脂層17係作用為電介質(絕緣體)。
從陣列基板6之像素電極221、222及共電極21所衍生之等電位線，係朝向作為電介質之彩色濾光器16及透明樹脂層17的方向擴大。其效果係可提高液晶顯示 裝置30的透過率。即，在透明基板15與彩色濾光器16之間具有透明電極膜31的情況，即使是液晶層7之彩色濾光器基板28之附近的液晶分子，亦藉由對像素電極221、222施加液晶驅動電壓而易驅動，可提高透過率。此外，若透明電極膜31形成於透明樹脂層17與定向膜181之間，透明電極膜31係經由定向膜181與液晶層7接觸，而等電位線之擴大係大致被限制在液晶層7之厚度範圍，主要驅動像素電極221、222之附近的液晶分子，而難驅動液晶層7之彩色濾光器基板28之附近的液晶分子。在這種透明電極膜31形成於透明樹脂層17與定向膜181之間的構造，等電位線之擴大變小，而透過率比本實施形態之液晶顯示裝置30的構成更降低。
彩色濾光器16與透明樹脂層17之相對介電常數係在3.0~4.5之範圍內成為小且均勻的值較佳。在使用碳等之相對介電常數高之色材作為黑陣列BM之遮光性色材的情況，包含碳之黑陣列BM亦可形成於透明電極膜31與彩色濾光器16之間。在此情況，可緩和相對介電常數高之黑陣列BM對等電位線造成影響。藉由將先將黑陣列BM與黑陣列BM之對準記號預先形成於透明基板15之上，可在進行透明樹脂層17之附加膜時活用所形成的對準記號。
在本實施形態，透明電極膜31係透明電極，亦可採用條狀的圖案。例如，為了偵測手指等之觸摸，亦可偵測在具有在條狀之圖案的透明電極膜31與陣列基板6的共電極211、212之間所形成的靜電電容量。藉此， 可在液晶顯示裝置30具備觸控感測功能。
作為本實施形態之液晶顯示裝置30的陣列基板6之像素電極221、222及共電極211、212的材料，例如可使用ITO或IZO等之導電性金屬氧化物薄膜。
像素電極221、222與共電極211、212係在其厚度方向藉絕緣層20c電性絕緣。彩色濾光器16、透明樹脂層17及絕緣層20a~20c的厚度係可根據液晶層7的厚度、電介質常數、施加電壓及驅動條件來調整。
在絕緣層20a~20c是SiNx(氮化矽)的情況，絕緣層20a~20c之實用性之膜厚的範圍例如是0.1μm~1.0μm。在本實施形態之液晶顯示裝置30，因為可更有效地活用斜電場，所以亦可將施加液晶驅動電壓時之電力線的到達範圍擴大至包含液晶層7及透明樹脂層17、彩色濾光器16的膜厚方向。藉此，可提高光之透過率。藉具有與導電性金屬氧化物之ITO的低接觸電阻之鋁合金的單層形成閘極配線及源極配線等之信號線的技術係例如揭示於日本特開2009-105424號公報。在像素電極221、222上更積層絕緣層，這具有緩和驅動液晶時之液晶之殘留影像(負荷之偏倚或累積的影響)的效果，而較佳。
信號線係例如亦可是鋁線，亦可是銅線。在信號線包含銅的情況，例如，信號線係亦可藉由銅與鈦所積層之多層構造或由銅、鈦及矽所積層之多層構造等形成在陣列基板6之厚度方向。信號線所含的鈦係亦可例如由鉬、鵭或其他的高融點金屬替代。
在通道層為在可見光區域透明的氧化物半導 體之薄膜電晶體的情況，主動元件91、92係可使黑陣列BM等之遮光層之圖案的線寬變細，而可提高液晶顯示裝置30的亮度。在液晶顯示裝置30使用氧化物半導體之薄膜電晶體的情況，可高效率地進行光定向，進而提高液晶顯示裝置30的可靠性。在以往使用添加了光聚合性之單體的液晶之的PSA技術，因佔有關於矽半導體之大面積之薄膜電晶體的遮光部或區分著色後之像素的黑陣列BM、紫外光透過率差之彩色濾光器等之紫外光遮光所造成之未聚合的單體殘留、硬化不充分之光定膜等，而有液晶顯示裝置之可靠性降低的情況。可是，如本實施形態所示，藉由使用氧化物半導體的薄膜電晶體，可減少遮光部面積，而以廣大面積進行曝光，可大幅度提高可靠性。與這種氧化物半導體之薄膜電晶體相比，矽半導體之薄膜電晶體係因為對可見光區域的光具有靈敏度，所以需要以黑陣列BM等之遮光層對薄膜電晶體稍大地遮光。
可將可見光區域透明的複合金屬氧化物應用在在氧化物半導體。這些以金屬氧化物為成分的半導體材料係包含鋅、銦、錫、鵭、鎂、鎵之中2種以上之元素的氧化物，例如亦可使用氧化鋅、氧化銦、氧化銦鋅、氧化錫、氧化鵭(WO)、氧化鋅鎵銦(In-Ga-Zn-O)、氧化銦鎵(In-Ga-O)、氧化鋅錫(Zn-Sn-O)、氧化鋅矽錫(Zn-Sn-Si-O)等作為材料，亦可使用其他的材料。這些材料係實質上透明，帶隙是2.8eV以上較佳，是3.2eV以上更佳。這些材料的構造是單結晶、多結晶、微結晶、結 晶/非晶質之混晶、奈米結晶分散之非晶質、非晶質之任一種都可。氧化物半導體層的膜厚係10nm以上較佳。氧化物半導體層係使用濺鍍法、脈衝雷射堆積法、真空蒸鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法、噴墨法、印刷法等方法所形成。氧化物半導體層係藉濺鍍法、脈衝雷射堆積法、真空蒸鍍法、噴墨法、印刷法所形成較佳。濺鍍法可使用RF磁控管濺鍍法、DC濺鍍法，但是使用DC濺鍍法更佳。濺鍍用之靶材料可使用氧化物陶瓷材料或金屬靶材料。真空蒸鍍可使用加熱蒸鍍、電子束蒸鍍、離子電鍍法。印刷法可使用轉印印刷、柔版印刷、凹版印刷、凹版膠版(gravure offset)印刷等，亦可使用其他的方法。CVD法可使用熱線CVD法、電漿CVD法等。進而，亦可使用使該金屬之無機鹽(例如氯化物)之水合物溶解於酒精等並燒成、燒結，而形成氧化物半導體等其他的方法。
在此，說明氧化物半導體之薄膜電晶體及陣列基板6的構造。陣列基板6係如第16圖所示，將絕緣層20a、20b、共電極211、212、絕緣層20c、像素電極221、222、定向維持層252依此順序形成於透明基板(例如玻璃基板)19上。陣列基板6係具有用以對像素電極221、222施加液晶驅動電壓之主動元件14a、14b、與主動元件14a、14b電性連接的閘極線及源極線。
主動元件14a、14b具有例如底閘極式頂接觸阻蝕刻層結構。或者，主動元件14a、14b例如亦可採用 將阻蝕刻層除外之底閘極式頂接觸結構、或背後通道結構。電晶體構造係不限定為底閘極結構，亦可是頂閘極結構、雙閘極(double gate)結構、或雙閘極(dual gate)結構。
在製造主動元件14a、14b時，首先，以DC磁控管濺鍍法形成140nm的ITO薄膜。接著，將ITO薄膜圖案化成所要之形狀，形成閘極及輔助電容器電極。進而，在其上，使用電漿CVD法，以SiH4 、NH3 、H2 為原料氣體，形成350nm之SiHX 薄膜，作為透明之絕緣層的閘極絕緣膜。進而，作為通道層，使用InGaZnO4 靶，利用DC濺鍍法，形成40nm之非晶In-Ga-Zn-O薄膜，並圖案化成所要之形狀，而形成透明的通道層。進而，使用Si3 H4 靶，以RF濺鍍法一面導入Ar及O2 一面形成SiON薄膜，並圖案化成所要之形狀，而形成通道保護層。進而，利用DC磁控管濺鍍法形成140nm的ITO薄膜，並圖案化成所要之形狀，而形成源極、汲極。
在以上所說明之本實施形態的液晶顯示裝置30，可抑制液晶分子L1~L8的站立，進而可得到與上述之第1實施形態之液晶顯示裝置1相同的效果。
[第3實施形態]
在本實施形態，舉例表示在該第1及第2實施形態之彩色濾光器基板5、28所使用的透明樹脂及有機顏料。
(透明樹脂)
在形成黑陣列BM、彩色濾光器16時所使用的感光性著色組成物係除了顏料分散體以外，還含有多功能單體 、感光性樹脂或非感光性樹脂、聚合引發劑、溶劑等。將例如感光性樹脂及非感光性樹脂等可在本實施形態使用之高透明性的有機樹脂總稱為透明樹脂。
透明樹脂可使用熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、或感光性樹脂。熱可塑性樹脂例如可使用縮丁酫樹脂、苯乙烯-馬來酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯化乙烯、氯化乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯、聚氨酯系樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、醇酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、橡膠系樹脂、環化橡膠系樹脂、纖維素類、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醯亞胺樹脂等。又，熱硬化性樹脂可使用例如環氧樹脂、苯代三聚氰胺樹脂、松香變性馬來酸樹脂、松香變性富馬酸樹脂、密胺樹脂、脲醛樹脂、苯酚樹脂等。熱硬化性樹脂係亦可採用使密胺樹脂與含有異氰酸酯基之化合物反應所產生者。
(鹼性可溶性樹脂)
在形成本實施形態所使用之黑陣列BM等之遮光圖案、透明圖案、彩色濾光器16時，使用可藉光微影形成圖案之感光性樹脂組成物較佳。這些透明樹脂係被賦予鹼性可溶性的樹脂較佳。鹼性可溶性樹脂可使用含有羧基或羥基的樹脂，亦可使用其他的樹脂。鹼性可溶性樹脂可使用例如環氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛清漆樹脂、聚乙烯苯酚系樹脂、丙烯酸系樹脂、含有羧基之環氧樹脂、含有羧基之氨酯樹脂等。在這些樹脂中，作為鹼性可溶性樹脂，使用環氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛清漆樹脂、 丙烯酸系樹脂較佳，尤其，環氧丙烯酸酯系樹脂或酚醛清漆樹脂較佳。
(丙烯酸樹脂)
作為可在本實施形態應用之透明樹脂的代表，舉例表示以下之丙烯酸系樹脂。
作為丙烯酸系樹脂係，作為單體，可使用利用例如(甲基)丙烯酸、甲酯(甲基)丙烯酸酯、乙酯(甲基)丙烯酸酯、丙酯(甲基)丙烯酸酯、丁酯(甲基)丙烯酸酯、t-丁酯(甲基)丙烯酸酯芐基(甲基)丙烯酸酯、月桂酯(甲基)丙烯酸酯等之烷基(甲基)丙烯酸酯；羥甲酯(甲基)丙烯酸酯、羥丙酯(甲基)丙烯酸酯等之含有羥之(甲基)丙烯酸酯；乙氧基甲酯(甲基)丙烯酸酯、縮水(甲基)丙烯酸酯等之含有醚基的(甲基)丙烯酸酯；及環己(甲基)丙烯酸酯、異龍腦酯(甲基)丙烯酸酯、雙環戊烯(甲基)丙烯酸酯等之脂環族(甲基)丙烯酸酯等所得之聚合物。
此外，在此所舉例表示之單體係可單獨使用或併用2種以上。進而，丙烯酸樹脂係亦可使用可與這些單體共聚合之苯乙烯、環己馬來醯亞胺或苯基馬來醯亞胺等之化合物的共聚合物所產生者。
又，例如亦可藉由使對(甲基)丙烯酸等之具有乙烯性不飽和基的羧酸進行共聚合所得之共聚合物、與對縮水甲基丙烯酸酯等之含有環氧基及不飽和雙鍵的化合物反應，而產生具有感光性的樹脂。例如，亦可藉由對縮水甲基丙烯酸酯等之含有環氧基之(甲基)丙烯酸酯的聚合物、或該聚合物與其他的(甲基)丙烯酸酯的共 聚合物附加(甲基)丙烯酸等之含有羧酸的化合物，而產生具有感光性的樹脂。
(有機顏料)
紅色顏料可使用例如C.I.Pigment Red 7、9、14、41、48：1、48：2、48：3、48：4、81：1、81：2、81：3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、246、254、255、264、272、279等。
黃色顏料可使用例如C.I.Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35：1、36、36：1、37、37：1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等。
藍色顏料可使用例如C.I.Pigment Blue 15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6、16、22、60、64、80等，在這些之中，C.I.Pigment Blue 15：6較佳。
紫色顏料可使用例如C.I.Pigment Violet 1、 19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等，在這些之中，C.I.Pigment Violet 23較佳。
綠色顏料可使用例如C.I.Pigment Green 1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58等，在這些之中，屬於鹵化鋅酞菁綠色顏料之C.I.Pigment Green 58較佳。
(黑陣列BM之色材)
黑陣列BM之層所含的遮光性色材係藉由在可見光波長區域具有吸收而顯現遮光功能的色材。在本實施形態，在遮光性的色材，可使用例如有機顏料、無機顏料、染料等。無機顏料可使用例如碳黑、氧化鈦等。染料可使用例如偶氮系染料、蒽醌系染料、酞菁系染料、醌亞胺系染料、喹啉系染料、硝基系染料、羰基系染料、次甲基系染料等。關於有機顏料，可採用上述之有機顏料。此外，遮光性成分係亦可使用一種，亦可使用以適當之百分比組合2種以上者。又，亦可藉這些色材之表面的樹脂被覆進行高體積電阻化，反之，亦可對樹脂之母材提高高色材之含有百分比，並賦予一些導電性，藉此，進行低體積電阻化。可是，因為這種遮光性材料的體積電阻值位於約1×108 ~1×1015 Ω． cm之範圍，所以不是會對透明導電膜之電阻值有影響的位準。一樣地，遮光層之相對介電常數亦可根據色材之選擇或含有百分比在約3~20之範圍內調整。黑陣列BM之塗膜、著色像素之塗膜、透明樹脂層之相對介電常數係可因應於液晶顯示裝置1、30之設計條件及液晶驅動條件，在上述之相對介電常 數之範圍內調整。
在本實施形態，不必形成在使用非晶矽等之矽系之薄膜電晶體的情況之大的遮光部。可消除由在使用矽系之薄膜電晶體時之在像素內之黑陣列圖案的偏倚及對光控制元件101、102之對準不良等所引起的波紋。
上述之各實施形態係可在發明之主旨不變的範圍內進行各種變更並應用。上述之各實施形態係可自由地組合並使用。
1‧‧‧液晶顯示裝置
2‧‧‧液晶面板
3‧‧‧偏光板
4‧‧‧背光單元
5‧‧‧彩色濾光器基板
6‧‧‧陣列基板
7‧‧‧液晶層
11‧‧‧反射板
12‧‧‧控制部
13‧‧‧受光元件
81‧‧‧右眼
82‧‧‧左眼
91‧‧‧固態發光元件
92‧‧‧固態發光元件
101‧‧‧光控制元件
102‧‧‧光控制元件
α‧‧‧射出角度
β‧‧‧射出角度

Claims (10)

  1. 一種液晶顯示裝置，其特徵為：包括：陣列基板，係具有與配置成陣列狀之複數個像素對應的複數個像素電極；彩色濾光器基板，係與該陣列基板相對向，並具有對應於該複數個像素的彩色濾光器；液晶層，係配備於該陣列基板與該彩色濾光器基板之間；背光單元，係配備於該陣列基板之與液晶層側相反的背面側；及控制部，係控制對該像素電極施加液晶驅動電壓之時序與該背光單元之發光時序；該複數個像素係具有在橫向長之平行四邊形的平面形狀，並在該橫向排列相同的顏色，在縱向排列不同的顏色；在該複數個像素中在橫向鄰接的像素係具有在該鄰接之像素的中心線為線對稱的形狀；該鄰接之像素的液晶分子係具有負之電介質常數異方性，在對與該鄰接之像素對應的該像素電極施加液晶驅動電壓時，就在該中心線線對稱的方向在基板平面水平地轉動。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該複數個像素係包含由2個紅色像素、2個綠色像素及2個藍色像素所構成的圖素； 該複數個像素係具有與該橫向具有角度γ之長邊、和與該縱向平行之短邊的平行四邊形；在該橫向鄰接之2個像素係相同之顏色並是V字形或倒V字形，該V字形或倒V字形的圖案在該橫向重複；該彩色濾光器基板係包含劃分該像素的黑陣列；該背光單元係具有固態發光元件陣列的邊光型單元；該控制部係根據影像信號，同步控制對該像素電極施加液晶驅動電壓之時序與該背光單元的發光時序；該黑陣列係形成於在該縱向鄰接的像素之間，而在該橫向鄰接的像素之間係未形成。
  3. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中更包括複數個主動元件，該主動元件係與該複數個像素電極之各個電性連接，並藉使用複合金屬氧化物作為透明通道材料而成之氧化物半導體所形成。
  4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該像素電極係具備複數個梳齒部，該梳齒部係具有與該像素之長邊平行的長度方向，並具有在該鄰接之像素的中心線為線對稱的梳齒形狀。
  5. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該彩色濾光器基板係在透明基板之上，具備透明電極膜與該彩色濾光器。
  6. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中該彩色濾光器基板係在透明基板之上，具備該黑陣列、透明電極膜及該彩色濾光器。
  7. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中更包括光控制元件，該光控制元件係配置於該陣列基板與該背光單元之間，並包含複數個三角柱稜鏡之陣列、與複數個圓柱形透鏡之陣列；該複數個三角柱稜鏡之陣列的長度方向與該複數個圓柱形透鏡之陣列的長度方向係具有既定角度。
  8. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中更包括光控制元件，該光控制元件係配置於該陣列基板與該背光單元之間，並包含複數個三角柱稜鏡之陣列與複數個半圓柱形透鏡之陣列；複數個三角柱稜鏡之長度方向係與該複數個半圓柱形透鏡之的長度方向大致平行；該三角柱稜鏡的寬度係該像素之橫向之長度的2倍。
  9. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置，其中該半圓柱形透鏡的寬度係該橫向之2個像素之寬度的整數倍。
  10. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中更具備用以檢測出從觀察者側所射入之光的受光元件；該控制部係根據藉該受光元件所測量之資料，調整藉該背光單元之光的射出角度。
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